光纤光栅 金属化及传感技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 为什么要写此书 1

1.2 光纤光栅为什么能发展如此迅速 1

1.3 光纤光栅为什么要金属化 2

1.4 如何将光纤光栅封装成传感器 2

1.5 如何构建一个光纤光栅传感网络 4

第2章 光纤光栅及传感特性 5

2.1 光纤光栅分类 5

2.1.1 均匀光纤光栅 5

2.1.2 非均匀光纤光栅 6

2.2 光纤光栅制作方法 7

2.2.1 内部写入法 7

2.2.2 干涉法 8

2.2.3 逐点写入法 9

2.2.4 相位模板法 9

2.3 光纤光栅传感特性 14

2.3.1 光波导理论和耦合模理论 14

2.3.2 光纤布拉格光栅耦合模理论 19

2.3.3 其他光纤光栅耦合模分析 25

2.3.4 光纤光栅传感调制 28

第3章 光纤光栅制作工艺 33

3.1 光纤预处理 33

3.1.1 光纤光敏性机理 33

3.1.2 影响光敏性的因素和提高光敏性的方法 35

3.1.3 载氢理论和工艺 35

3.2 相位掩模制作工艺 38

3.3 退火工艺实验 41

3.4 光纤光栅切趾技术 43

3.4.1 切趾光纤光栅的响应特性 43

3.4.2 切趾光纤光栅的制作方法 44

3.5 高温光纤光栅制作 47

3.5.1 高温光纤光栅分类 55

3.5.2 高温光纤光栅制作 58

第4章 金属化光纤光栅 61

4.1 金属化光纤光栅 62

4.2 光纤光栅表面预处理 63

4.2.1 去保护层 63

4.2.2 除油 64

4.2.3 粗化 66

4.2.4 粗化后热处理 67

4.2.5 敏化和活化 68

4.2.6 解胶 72

4.3 光纤光栅金属化工艺 73

4.3.1 镀镍层的性质分析 73

4.3.2 各组分的作用及选择 78

4.3.3 金属化方法和步骤 79

4.3.4 光纤光栅电镀工艺 81

4.3.5 镀层性能评价方法 85

4.4 金属镀层的表观形貌与性能测试 85

4.4.1 金属镀层的表观形貌 85

4.4.2 金属化光纤光栅性能测试 87

第5章 光纤光栅传感器封装 95

5.1 光纤光栅传感器设计 95

5.1.1 光纤光栅传感器设计原则及要求 96

5.1.2 FBG传感器设计要素 96

5.2 光纤光栅温度传感器 97

5.2.1 基片式封装 99

5.2.2 金属管式封装 101

5.2.3 聚合物封装 103

5.3 光纤光栅应变传感器 103

5.3.1 基片式封装 104

5.3.2 金属管式封装 105

5.3.3 高分子材料封装 106

5.3.4 矿山围岩用的光纤光栅应变传感器 107

5.4 光纤光栅压力传感器 109

5.4.1 锚杆应力监测传感器 109

5.4.2 光纤光栅渗压传感器 110

5.5 光纤光栅位移传感器 111

5.6 光纤光栅电流传感器 113

5.6.1 超磁致伸缩材料特性 113

5.6.2 电流传感原理 114

5.6.3 光纤光栅电流传感器 115

5.7 光纤光栅传感器胶装工艺 116

5.7.1 制备工艺 117

5.7.2 光纤光栅粘贴固化工艺 117

5.7.3 组件封装工艺 118

5.7.4 后期处理和检测工艺 118

5.8 光纤光栅传感器金属化封装工艺 118

5.8.1 镍管—镀金光纤焊接的焊料选择 118

5.8.2 镍管—基底的激光焊接 125

5.9 光纤光栅传感器性能测试 128

5.9.1 测试设备 128

5.9.2 温度传感器性能测试 129

5.9.3 应变传感器性能测试 130

5.9.4 胶装与金属化封装的性能对比 132

第6章 光纤光栅传感网络 133

6.1 光纤布拉格光栅解调方法 133

6.1.1 边缘滤波器检测法 134

6.1.2 可调谐滤波器检测法 136

6.1.3 干涉仪检测法 136

6.1.4 CCD探测法 138

6.1.5 波长扫描法 140

6.2 光纤光栅传感复用技术 141

6.2.1 波分复用 141

6.2.2 时分复用 142

6.2.3 空分复用 143

6.2.4 混合复用技术 143

6.2.5 光频域反射复用（OFDR）技术 146

6.3 光纤光栅解调仪的设计 147

6.4 光纤光栅传感网络构建 150

6.5 光纤光栅传感技术的应用 151

6.5.1 在电力行业的应用 151

6.5.2 在石油行业的应用 153

6.5.3 在化工行业的应用 154

6.5.4 在煤炭行业的应用 154

6.5.5 在桥梁隧道中的应用 155

6.5.6 在医疗行业的应用 156

6.5.7 在周界入侵防范的应用 156

参考文献 158